Для процеживания используют стержневые решетки, которые позволяют предохранить очистные станции от поступления крупных примесей (они могут оказаться причиной блокирования различных сооружений), а также выделить и экстрагировать более легкие и крупные примеси, находящиеся в исходном стоке, способные создавать препятствия в эксплуатации последующих сооружений.
Эффективность работы решеток зависит от величины прозоров между стержнями. Различают решетки с мелкими прозорами (от 3 до 10 мм), средними (от 10 до 25 мм) и крупными (от 50 до 100 мм). Решетки очищают либо вручную или, когда станция достаточно большая, с применением автоматизированной системы; в этом случае решетку называют механической стержневой решеткой.
С целью предохранения механических стержневых решеток воду предварительно процеживают через стержневые решетки с крупными прозорами (50—100 мм), которые, как правило, очищают вручную, но могут быть также и механическими для очень больших станций или в случае, если исходная вода несет большие количества крупных примесей.
Применение механических стержневых решеток обусловлено не только размерами станции. Необходимость уменьшить число обслуживающего персонала может оправдать выбор такого оборудования даже для малых станций. Механические стержневые решетки обязательно используют и в том случае, когда имеется риск внезапного поступления большого количества растительности, которая аккумулируется на поверхности стержневой решетки и образует спутанный клубок, полностью перекрывающий поступление воды.
Если очистка осуществляется вручную, то поверхность решетки должна быть запроектирована с запасом, чтобы исключить слишком частую очистку, в особенности, когда прозоры между стержнями менее 20 мм.
Если очистка осуществляется автоматически, резервное оборудование проектируют <в зависимости от веса отбросов. В частности, вместимость передвижного приемника должна быть достаточной для сбора отбросов, задерживаемых решетками за период не менее 24 ч.
Если сырой осадок (из первичных отстойников) обрабатывают непосредственно центрифугированием (без сбраживания) после процеживания сквозь тонкие решетки, это исключает необходимость установки оборудования для тонкого процеживания сырой воды; в этом случае могут быть использованы решетки со средними прозорами от 15 до 25 мм.
Типы стержневых решеток
Стержневые решетки с ручной очисткой изготовляют из прямоугольных стальных стержней и устанавливают вертикально, но чаще под углом от 60 до 80° к горизонтали.
На водопроводных станциях малых и средних размеров иногда взамен решеток перед насосами, подающими сырую воду, устанавливают сита. В некоторых ситах, самоочищающихся, используются различного рода приспособления для противоточной промывки (например, промывочный сифон).
На небольших очистных станциях в сельской местности, если трубы, подающие воды, проложены глубоко в грунте, стержневые решетки иногда заменяют перфорированными корзинами, которые для очистки могут быть подняты.
Механические решетки, оборудованные граблинами с наружной стороны, подразделяют на круглые и прямоугольные.
Круглые решетки идеальны для станций средних размеров и средней нагрузки по количеству примесей. Они наиболее подходящи для относительно неглубоких сооружений.
Их основное преимущество заключается в том, что они имеют большую полезную площадь поверхности. Очистка осуществляется двумя граблинами, закрепленными на кронштейнах, вращающихся вокруг горизонтальной оси. Снятые с решеток отбросы сбрасываются либо в перемещающийся бункер, либо (что предпочтительнее) на ременной конвейер или же архимедов винт, которые обеспечивают удаление отбросов в горизонтальном направлении и передачу их в приемники большого объема. Отбросы можно вывозить как самостоятельно, так и доверить специальной организации. Вывоз мусора контейнером в СПб можно заказать перейдя по ссылке. Но мы, всё же, рекомендуем заказать вывоз отбросов с решеток специальной организации.
Прямоугольные решетки с возвратно-поступательной очисткой снабжены стержнями прямоугольного или трапецеидального сечения (уменьшается риск забивания решетки твердыми отбросами), обычно с наклоном 80° к горизонту, при этом верхняя часть выше максимального уровня жидкости; решетка имеет металлический или бетонный настил.
Грабельный механизм с возвратно-поступательным движением поднимает отбросы. С помощью специального приспособления отбросы сбрасываются затем в передвижной приемник или на ременной конвейер, расположенный с внутренней стороны решетки.
Грабельный механизм может состоять из:
- граблины, укрепленной на несущем устройстве, перемещающемся вдоль рамы (такое устройство рекомендуется применять в случае, если высота подъема и объем отбросов не очень велики);
- граблины, соединенной с несущим устройством, приводимым в движение двумя тросами (эта система используется при незагрязненных стоках и глубоком заложении каналов);
- крюка (или вращающегося черпака), управляемого самостоятельным тросом и соединенного с подвижным устройством двумя тросами. Такой механизм пригоден для сильно загрязненных стоков и при очень глубоком заложении каналов.
Прямоугольные решетки с непрерывной очисткой представляют собой относительно тонкие решетки, которые целесообразно использовать только в том случае, когда объемные инородные предметы попадают не часто (или если вода уже прошла через средние решетки). Решетки, расположенные под углом 80° к горизонту, очищаются нейлоновыми щетками, укрепленными на бесконечной цепи. Отбросы удаляются подъемным устройством, расположенным сзади решетки.
Если расход воды очень велик (например, выше 30000 м3/ч) и вода содержит лишь небольшое количество инородных примесей, очистка может быть эффективной при применении передвижного механизма, который одновременно очищает не всю решетку, а лишь часть ее, а затем передвигается дальше. Очистной механизм на тросах, оборудованный граблиной или крюком, очень удобен.
Механические решетки, оборудованные граблиной с внутренней стороны, обычно используют на очистных станциях для удаления большого количества твердых примесей. Очистным механизмом служат скребковые грабли, прикрепленные на бесконечной цепи, движущиеся с внутренней стороны решетки. Стержневые решетки, устанавливаемые вертикально или наклонно (от 60 до 80° к горизонту), выступают над уровнем воды, где осуществляется удаление отбросов. Необходимость придания решетке достаточной жесткости ограничивает размеры оборудования. В зависимости от типа решетки отбросы удаляют либо с наружной, либо с внутренней стороны решетки в передвижной приемник или с помощью конвейера.
Автоматический контроль и защита механических решеток
Периодическое включение систем очистки решеток может осуществляться с помощью электрических таймеров, которые отрегулированы на заданную частоту включения и продолжительность действия, а при очистке сточных вод — с помощью дифференциального детектора потерь напора или же комбинацией двух систем.
Очистной механизм должен быть снабжен устройством для ограничения крутящего момента, чтобы предохранить от повреждения оборудование в случае его перегрузки или забивания решетки.
Закругленные или прямолинейные решетки, очищаемые челночным движением специального устройства, имеют приспособление, которое автоматически останавливает грабли и прекращает очистку решетки во избежание риска заклинивания при повторном пуске механизма.
Скорости потока и потери напора. Загрязнение решетки
Скорость потока в прозорах решетки должна быть достаточной, при которой проносятся твердые примеси, но вместе с тем нет избыточных потерь напора и решетки не забиваются отбросами на глубине. Компромиссное решение — выбор приемлемой скорости между максимальной и минимальной. Обычно средняя скорость в прозорах решетки колеблется от 0,6 до 1 м/с и может достигать 1,2—1,4 м/с при максимальном расходе.
Если принятая минимальная скорость не предотвращает оседания песка в канале решетки, то следует предусмотреть перемешивание или другие приемы, чтобы не происходило оседание.
Потери напора в стержневых решетках колеблются от 0,05 до 0,15 м при обработке природной воды и от 0,10 до 0,40 м — при обработке сточной воды. Принимаемые максимальные значения создают необходимый запас надежности, который позволяет учесть возможную частичную блокировку решетки.